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防扭鋼絲繩用單股鋼絲繩生產(chǎn)中存在的問(wèn)題和對(duì)
發(fā)布時(shí)間：2020-02-05 10:39 文章來(lái)源：未知 文章作者：admin 點(diǎn)擊數(shù)：
DL/T1079-2007輸電線路張力架線用防扭鋼絲繩》前言明確指出：防扭鋼絲繩又稱(chēng)編制防扭鋼絲繩，也稱(chēng)無(wú)扭鋼絲繩或不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩。防扭鋼絲繩是以單股鋼絲繩為編織元件，采用專(zhuān)用設(shè)備按
DL/T1079-2007輸電線路張力架線用防扭鋼絲繩》前言明確指出：防扭鋼絲繩又稱(chēng)編制防扭鋼絲繩，也稱(chēng)無(wú)扭鋼絲繩或不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩。防扭鋼絲繩是以單股鋼絲繩為編織元件，采用專(zhuān)用設(shè)備按照一定編松規(guī)律，有別于鋼絲繩常規(guī)生產(chǎn)方法的一種特種鋼絲繩。
防擔(dān)鋼絲繩最優(yōu)良的特性是不旋轉(zhuǎn)，與四股扇形股鋼絲繩、三股少扭鋼絲繩、多層股鋼絲繩、密封鋼絲繩等其他不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩相比，在自由狀態(tài)下，其施加張力時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度（自由角度）和合成轉(zhuǎn)矩（自由扭轉(zhuǎn)）更趨近于零，在實(shí)際使用中不結(jié)扣，具有極高的防扭、耐磨性，且柔軟光滑、負(fù)載能力強(qiáng)。防扭鋼絲繩應(yīng)用廣泛，如輸變電線路施工中張力放線用的導(dǎo)引繩、牽引繩等。
1影響防擔(dān)鋼絲繩使用壽命的因素
防扭鋼絲繩使用環(huán)境以及使用方法具有特殊性，鋼絲繩質(zhì)量直接關(guān)系到施工的安全田。影響其使用壽命主要因素有鋼絲繩的安裝、使用過(guò)程的保養(yǎng)、維護(hù)以及鋼絲繩套的插接、連接器的配套等。
防擔(dān)鋼絲繩的質(zhì)量取決于編織前單股鋼絲繩的質(zhì)量，影響單股鋼絲繩質(zhì)量的因素主要是鋼絲質(zhì)量以及撿制過(guò)程的質(zhì)量控制。鋼絲的質(zhì)量指標(biāo)主要有抗拉強(qiáng)度、強(qiáng)度波動(dòng)范圖、扭轉(zhuǎn)性能、彎曲性能、鐘層面質(zhì)量等。
鋼絲的抗拉強(qiáng)度決定防擔(dān)鋼絲繩的破斷拉力，鋼絲的抗拉強(qiáng)度越大，防扭鋼絲繩的破斷拉力越大。但鋼絲的抗拉強(qiáng)度越大，鋼絲的彎曲扭轉(zhuǎn)性能越差，這又從另一方面影響著防扭鋼絲繩的性能，因此鋼絲的抗拉強(qiáng)度應(yīng)按照一定的級(jí)別分類(lèi)，同時(shí)對(duì)綱絲抗拉強(qiáng)度波動(dòng)有上下限控制，強(qiáng)度波動(dòng)范圍過(guò)大，位于強(qiáng)度范國(guó)下限的鋼絲容易斷裂，當(dāng)斷絲數(shù)量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，防扭鋼絲能必須降級(jí)甚至報(bào)廢。創(chuàng)繩鋼絲的彎曲及擔(dān)轉(zhuǎn)性能也影響防搖鋼絲繩的壽命，張力架線過(guò)程中，防擔(dān)鋼絲繩需多次通過(guò)放線滑車(chē)、牽引卷簡(jiǎn)、張力機(jī)張力輪，同時(shí)防擔(dān)鋼絲繩在受力狀態(tài)下股繩、鋼絲均存在擔(dān)矩，受力越大，擔(dān)矩越大，雖然理論上防扭鋼絲繩簽體在編制工藝過(guò)程中使得這些扭矩相互抵消，但在使用過(guò)程中承受著反復(fù)彎曲、扭轉(zhuǎn)的作用，鋼絲的彎曲及扭轉(zhuǎn)性能越差，就越容易出現(xiàn)綱絲脆斷，導(dǎo)致防扭鋼絲能的使用壽命降低。
防扭鋼絲繩經(jīng)常在惡劣的露天作業(yè)條件下使用，尤其是在南方有酸雨的環(huán)境中使用，通常要求表面鍍鋅，但仍然避免不了因鋼絲銹憾而引發(fā)斷絲、斷股，使鋼絲能報(bào)廢的現(xiàn)象，難以滿足用戶要求，因此鋅層質(zhì)造也影響著防扭鋼絲繩的使用壽命。
2單般鋼絲紀(jì)生產(chǎn)中存在問(wèn)題和對(duì)策
江蘇法爾勝濃界集團(tuán)有根公司鍋絲制品事業(yè)部擁有專(zhuān)業(yè)的防扭用單股鋼絲繩生產(chǎn)基地，年生產(chǎn)能力1000t，在提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本方面，做了大量的基礎(chǔ)工作，制定了防扭用單股鋼絲繩生產(chǎn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/320281PF06-2009，以典型的1×19點(diǎn)接觸鋼絲繩和1×19W、1×29Fi、1×25Fi級(jí)接觸為主要結(jié)構(gòu)，規(guī)格為01.8-6.5mm，公稱(chēng)強(qiáng)度1870~2260MPa。面對(duì)如此繁多的品種結(jié)構(gòu)和公稱(chēng)強(qiáng)度，為了高效生產(chǎn)出滿足客戶需求的單股鋼絲繩，筆者在組織生產(chǎn)和工藝技術(shù)方面做了大量基礎(chǔ)研究工作。
2.1鋼絲抗拉強(qiáng)度散差波動(dòng)控制
鋼絲的力學(xué)性能與其化學(xué)成分和金相組織密切相關(guān)，鋼絲經(jīng)過(guò)不同的熱處理工藝后獲得的微觀組織不同，鋼絲的性能也不相同。
3結(jié)論
防擔(dān)用單股鋼絲繩的制繩鋼絲采用碳素鋼絲經(jīng)過(guò)等濕淬火處理得到適合拉撥加工的索氏體組織，再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步冷拉得到高強(qiáng)度鋼絲。鋼絲在冷拉過(guò)程中，位錯(cuò)密度升高，索氏體片層間距縮小，隨著變形織構(gòu)的形成，鋼絲抗拉強(qiáng)度、表面硬度提高，塑性、初性指標(biāo)下降。生產(chǎn)制繩用半成品鋼絲時(shí)，將冷拉后的綱絲強(qiáng)度波動(dòng)控制在較小范圍內(nèi)，有利于提高鋼絲繩的綜合質(zhì)量和使用性能，因此通過(guò)科學(xué)的工藝控制體系和嚴(yán)密的生產(chǎn)組織管理能夠有效地控制鋼絲抗拉強(qiáng)度散差波動(dòng)a-0。
2.1.1鋼絲鉛淬火
鋼絲犧淬火的目的在于消除加工硬化，得到適合拉拔加工的索氏體組織，并確保拉拔后鋼絲的力學(xué)性能符合要求。
鋼絲在奧氏體化過(guò)程中，在熱處理爐內(nèi)經(jīng)過(guò)預(yù)熱、加熱、保溫3個(gè)階段?？焖偕郎睾洼^高線溫有利于奧氏體的快速形核并增加形核率，得到較細(xì)的奧氏體品往，從而得到較高的抗拉強(qiáng)度。
鋼絲悟淬火過(guò)程，鋼絲的冷卻速度主要是通過(guò)鉛液濕度進(jìn)行調(diào)整，鋼絲和鋁液存在較大的過(guò)冷度，可以提高綱絲的相變速度，得到較細(xì)的品往，提高鋼絲鉛淬火后的強(qiáng)度。
使用鋁淬火處理的鋼絲一般都是由索氏體化盤(pán)條拉拔而成。不同拉拔工藝生產(chǎn)的鋼絲，由于塑性變形程度不同，其抗拉強(qiáng)度存在一定幅度的散差，同時(shí)鋼絲在拉拔過(guò)程中儲(chǔ)存了大量的變形能，因此金屬內(nèi)部原子的內(nèi)能也存在差異。由于奧氏體、鐵素體、滲碳體之間的含碳量存在差異，鋼絲奧氏體化過(guò)程中必然有原子遷移，而原子遷移速度受其內(nèi)部能量高低的影響，需要鉛淬大的鋼絲都經(jīng)過(guò)較大的壓縮率變形，原子內(nèi)能增加，有利于奧氏體化過(guò)程的形核，可以符到細(xì)化的品柱，同時(shí)鋼絲經(jīng)鉛淬火后抗拉強(qiáng)度升高，
2.1.2鋼絲拉拔
拉拔設(shè)備一般選用水箱拉絲機(jī)，在總壓縮率和部分壓縮單相同的清況下，良好的潤(rùn)滑以及對(duì)綱絲的冷卻效果明顯優(yōu)于干式拉拔，拉拔后鋼絲的初性指標(biāo)較好。
經(jīng)過(guò)水箱冷拉拔的鋼絲抗拉強(qiáng)度隨著總壓編率和部分壓縮率的增大而增加，在總壓縮率相同的條件下，鋼絲含碳量越高，拉拔后強(qiáng)度越高，同時(shí)增加部分壓縮率減少拉救道次，鋼絲梳拉強(qiáng)度也會(huì)提高。
在實(shí)際生產(chǎn)中，比如以70鋼直徑（2.4±0.03）mm鉛淬火半成品鋼絲經(jīng)水箱拉拔成直徑（0.80±0.01）mm的鋼絲為例，當(dāng)半成品鋼絲最大線徑為
2.43mm，要求拉拔成最小成品級(jí)徑0.79mm時(shí)，總壓縮率為89.43%；而當(dāng)半成品鋼絲最小線徑為2.37mm；要求拉撥成最大成品線徑0.81mm時(shí)，總壓編率為88.32%，總壓縮率的偏差會(huì)造成成品綱絲強(qiáng)度波動(dòng)，因此在拉拔半成品鋼絲時(shí)，直徑公差越小越有利于控制成品鋼絲的抗拉強(qiáng)度散差，水箱用拉絲模的工作區(qū)角度、定徑帶長(zhǎng)短對(duì)冷拉鋼絲的抗拉強(qiáng)度也有影響。
鋼絲通過(guò)拉絲模時(shí)，變形區(qū)鋼絲處于徑向受壓和軸向受拉的狀態(tài)，鋼絲冷拉變形后鋼絲表面出現(xiàn)殘余應(yīng)力，在拉拔過(guò)程中潤(rùn)滑液如果潤(rùn)滑不良，拉拔后的鋼絲沒(méi)有通過(guò)矯直設(shè)備消除應(yīng)力，則鋼絲存在較大的殘余應(yīng)力，而殘余應(yīng)力對(duì)鋼絲的性能有較大的影響，殘余應(yīng)力的狀態(tài)以及分布對(duì)鋼絲的抗拉強(qiáng)度有極為重要的影響。
在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，必須針對(duì)影響鋼絲抗拉強(qiáng)度散差的影響因素制定有效的管理措施，既要保證單根鋼絲的通條力學(xué)性能均勻性，又要考慮將所有鋼絲的抗拉強(qiáng)度波動(dòng)控制在較小的范圍，從而得到強(qiáng)度、韌性最佳組合的制繩鋼絲，為提高單股防扭鋼絲繩的綜合質(zhì)量創(chuàng)造必要的條件。
2.2鋼絲鍍鋅控制
防擔(dān)鋼絲紀(jì)全部用于堂外，因此對(duì)其耐腐蝕性能要求很高。制繩鋼絲的鋅層主要是保護(hù)綱絲不受腐蝕，從而提高防擔(dān)鋼絲繩的使用壽命。對(duì)于生產(chǎn)防擔(dān)用單膠鋼絲繩來(lái)說(shuō)，在創(chuàng)繩鋼絲的鋅層質(zhì)量以及生產(chǎn)加工過(guò)程中的鋅層磨損、破壞等各方面需要嚴(yán)格控制。
鋼絲餃鋅一般分為熱鍍鋅和電鍍鋅。電餃鋅的優(yōu)點(diǎn)是鋼絲絨層厚度均勻、致密，鋼絲鍵前和鍵后力學(xué)性能沒(méi)有大的變化，鍍層厚度也可以根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)整；缺點(diǎn)是如果綱絲鍍前清選不干凈，絨層與鋼絲基體的結(jié)合力差，容易出現(xiàn)稅鋅現(xiàn)象田。熱鍍鋅的優(yōu)點(diǎn)是鍍層與鋼絲基體結(jié)合力強(qiáng)，或本比較低；缺點(diǎn)是熱鍍鋅鋼絲力學(xué)性能變化大，強(qiáng)度損失多。結(jié)合防擔(dān)的絲繩的使用，采用熱策鋅和電鍵鋅相互彌補(bǔ)的組合方式，從生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效季等多方而進(jìn)行優(yōu)化組合：（l）對(duì)于水箱拉拔壓縮季大于95%，且出線直徑小于0.50mm的鋼絲全部采用電絨生產(chǎn)，其余則用熱絨待生產(chǎn)；（2）單股鋼絲繩不論是點(diǎn)接觸還是線接觸，外層鋼絲一律采用熱鍵鋅生產(chǎn)，內(nèi)層可以選擇使用電鏡鋅鋼絲。
2.3鋼線紀(jì)長(zhǎng)度和線密度的控制2.3.1產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)
按照防扭鋼絲繩用單股鋼絲繩的技術(shù)要求，諾如規(guī)格、結(jié)構(gòu)、拾距倍數(shù)、長(zhǎng)度、長(zhǎng)度公差范圍以及單位長(zhǎng)度質(zhì)量等具體要求，進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。
首先通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬確定鋼絲的直徑以及直徑公差，結(jié)構(gòu)為lxl9W時(shí)，拾縮系數(shù)e與檢距倍數(shù)K的關(guān)系式：s=l/cos arctan（3x/4k）；結(jié)構(gòu)為1×25Fi時(shí)，s=1/cos arctan（4m/5k）；結(jié)構(gòu)為1×29i時(shí)，c=l/cos arctan（5m/6k）。鋼絲的直徑可以精確到3位數(shù)，鋼絲直徑公差控制在主0.005mm以內(nèi)，鋼絲的長(zhǎng)度按照生產(chǎn)倍數(shù)關(guān)系，根據(jù)定尺要求長(zhǎng)度來(lái)以撿縮系數(shù)s即可。
2.3.2產(chǎn)品過(guò)程控制
根據(jù)上述工藝規(guī)定，組織各生產(chǎn)工序，落實(shí)工藝參數(shù)，并按照實(shí)際生產(chǎn)及檢驗(yàn)效果及時(shí)進(jìn)行工藝調(diào)整和工裝設(shè)施的改跡。
（1）拉絲工序。嚴(yán)格控制各道次鋼絲直徑及公差，并準(zhǔn)確計(jì)來(lái)。根據(jù)每臺(tái)拉絲機(jī)的不同性能以及原料的具體情況，選擇符合生產(chǎn)工藝的拉絲模材質(zhì)以及孔型結(jié)構(gòu)，保證鋼絲直徑及性能的通條一致性，配置性能準(zhǔn)確的高精度計(jì)米器，按照拉絲機(jī)臺(tái)的共體情況設(shè)置適當(dāng)?shù)男拚禂?shù)，使得計(jì)未準(zhǔn)確，生產(chǎn)完逐件進(jìn)行稱(chēng)重復(fù)核，校正計(jì)米修正系數(shù)，
（2）撿制工序，嚴(yán)格控制工序的工藝操作，避免生產(chǎn)過(guò)程劃傷鋼絲表面鋅層，嚴(yán)禁任意電接頭或任意截?cái)嗑V絲，在拾制車(chē)臺(tái)配置高精度電子計(jì)來(lái)器，保證單股鋼絲繩長(zhǎng)度60。采用電子計(jì)米器檢測(cè)鋼絲繩的長(zhǎng)度，只是在小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)電子傳感器測(cè)定小齒輪軸轉(zhuǎn)過(guò)的圓數(shù)，從而完成電子計(jì)米，避免了機(jī)械式計(jì)米器長(zhǎng)期磨損易壞的問(wèn)題，保證了鋼絲繩的長(zhǎng)度精確率。
（3）保證工序協(xié)調(diào)，層層檢驗(yàn)把關(guān)，禁止短尺、超長(zhǎng)、直徑超標(biāo)、鋼絲或鋼絲繩有接頭或其他缺陷的產(chǎn)品流入下道工序。
防扭鋼絲繩用單股鋼絲繩的生產(chǎn)，客戶基本是以長(zhǎng)度和理論重量進(jìn)行結(jié)算，因此在組織生產(chǎn)的過(guò)程中，長(zhǎng)度及線密度的合理控制非常關(guān)鍵，稍有不慎就會(huì)增加生產(chǎn)成本。以上措范既能保證客戶對(duì)長(zhǎng)度和線密度的需求，又能合理控制生產(chǎn)成本，減少不必要的浪費(fèi)。
3結(jié)論
針對(duì)影響鋼絲抗拉強(qiáng)度和強(qiáng)度散差的因素，在生產(chǎn)中制定有效的管理措施和生產(chǎn)工藝，既保證了單根鋼絲力學(xué)性能的通條性，又將鋼絲強(qiáng)度波動(dòng)控制在較小的范圍：針對(duì)鋼絲鋅層的防腐要求，在生產(chǎn)中通過(guò)熱鍍鋅和電策鋅的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了鋅層質(zhì)量的合理達(dá)標(biāo)，降低了生產(chǎn)成本；針對(duì)鋼絲繩長(zhǎng)度和線密度的精確控制，通過(guò)合理的工藝設(shè)計(jì)、精選計(jì)術(shù)裝置和工裝以及生產(chǎn)過(guò)程控制，保證了鋼絲繩的精確計(jì)量。
通過(guò)生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)以及協(xié)調(diào)的組織生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了防扭鋼絲繩使用壽命影響國(guó)素和編織用單股鋼絲繩實(shí)際生產(chǎn)控制的有機(jī)結(jié)合，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
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